Optimierung des Kraftwerkseinsatzes über Marktgrenzen hinweg

Abstract

Die Simulation des Kraftwerkseinsatzes stellt den Kern von verschiedenen Fragestellungen der elektrischen Energieversorgung dar. Das Problem zeichnet sich dabei sowohl durch ganzzahlige als auch kontinuierliche nicht-lineare Entscheidungsdimensionen aus. Je nach Modellierungsvariante werden die Zusammenhänge und Restriktionen mehr oder weniger exakt abgebildet. Neben steigenden Bedarf nach Detailtiefe erfordern viele Fragestellungen im Kontext des europäischen Binnenmarkts für Elektrizität einen sehr umfangreichen geografischen Betrachtungsbereich. In Kombination mit der Abbildung von Unsicherheiten steigt der Umfang der Simulationen sodass aktuelle Modellen und Lösungsverfahren an die Grenze dessen stoßen, was mit modernster Rechnerkapazität in akzeptabler Zeit gelöst werden kann.

In den vergangenen Jahren wurden am Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft (IAEW) eine Vielzahl von Modellen und Tools zur Kraftwerkseinsatzoptimierung entwickelt, die auf verschiedene Standardzerlegungsansätze zur Lösung basieren. Der Lehrstuhl für Operations Research (OR) befasst sich mit der Modellierung, strukturellen Analyse und algorithmischen Lösung von diskreten und kontinuierlichen Optimierungsproblemen. Solche Techniken bieten sich als Lösungsansatz in der vorliegenden Aufgabe aus verschiedenen Gründen an. Im Rahmen dieses Projektes soll eine Grundlage für die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen IAEW und OR, stellvertretend für die Integration der an der RWTH vorhandenen energiewirtschaftlichen Expertise und der methodischen Stärke in der mathematischen Optimierung gelegt werden. Dazu soll die Struktur des konkreten Optimierungsproblems einer Marktsimulation analysiert werden. Ziel des Forschungsprojektes ist es, erste Schritte in Richtung der gemeinsamen Entwicklung einer mathematisch fundierten Marktsimulation zu unternehmen.